地基強夯加固處理技術(shù)施工方案

1、地基強夯加固處理技術(shù)方案1強夯法簡介（1）強夯法加固軟土地基是70 年代盛行的軟基加固法。最早是法國梅那達公司（LOUIS MENARD TECHNIGUE）開始研制。它是我國古老淺層打夯法的發(fā)展，淺層打夯法和強夯法的主要區(qū)別在于前者夯擊能量小，僅適用于含水量較低的回填土表層加固，影響深度為12m，而強夯法可以深層軟基加固，加固深度和能量遠遠超過打夯法。（2）目前多數(shù)學(xué)術(shù)觀點認為，土體在重級落錘的夯擊下，使相當(dāng)大的功能瞬間形成土體的壓縮變形，同時由于土體的壓密變形產(chǎn)生相當(dāng)高的孔隙水壓力和剪切裂縫變形，使夯點和未夯區(qū)域形成相當(dāng)巨大的孔隙水壓力梯度，在土體變形影響下孔隙水壓力的穿擊作用形成很多很密

2、的分子排水網(wǎng)系，增加了飽和土的滲透性，隨著夯擊能量的加大，孔隙水壓不斷提高，當(dāng)孔隙水壓力達到飽和狀態(tài)時土體開始液化，孔隙水主沿著裂縫（或夾砂層）排出，反復(fù)夯擊，土體所復(fù)進行上述變化，顆粒間距變小，密度變大，土體的粘滯力和摩擦角增加，強度得到提高。（3）夯擊時土體強度提高過程示意：夯擊能量轉(zhuǎn)化（瞬間t0）􀃎夯擊能量E（土體壓密，沉降S；土體變形瞬間轉(zhuǎn)化內(nèi)擠壓力P=U）􀃎土體液化（土體結(jié)構(gòu)破壞，強度降低；強度PO）􀃎排水固結(jié)、土體密實􀃎主固結(jié)（t幾星期）（時間T上升孔隙水沿裂縫排水；孔隙水壓力U 下降）􀃎顆粒

3、間距縮小􀃎土體強度提高􀃎次固結(jié)（t幾個月）部分自由水又變成薄膜水；土體結(jié)構(gòu)重新組合）􀃎強度再次提高2強夯法設(shè)計（1）有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，也可按以下經(jīng)驗公式估算：h=Q×H式中：h有效加固深度（m）；Q錘重（t）;H有效落距（m）；修正系數(shù)，可取，若地基中設(shè)置排水通道時，可適當(dāng)提高（2）強夯的單位夯擊能量，應(yīng)根據(jù)土基類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理的深度等因素綜合考慮；亦可通過現(xiàn)場試夯確定。在一般情況下，對砂性土可取10005000kn·m/m2；粘性土可取15006000 kn·m/m2

4、。（3）強夯技術(shù)參數(shù)分別宜按下列不同情況確定：1）夯點布置：根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)類型、地基土情況和要求的處理深度確定。A 對大面積基礎(chǔ)，宜采用正方形插擋法布置。B 對條形基礎(chǔ)，可采用點線插檔法布置。C 對樁基，可采用點夯法夯擊。D 對強夯擠淤，可采用排夯法加固（錘印彼此搭接200300mm）。E 當(dāng)要求加固深度較大時，可采用二次夯擊（即在較低標(biāo)高上夯完后，再將土填到設(shè)計標(biāo)高，進行第二次夯擊）。2）夯點間距：宜根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)類型、土層厚度和地質(zhì)條件（或通過試夯）確定；對厚度大各土質(zhì)差的軟弱土層第一遍夯點間距宜為68m；對土層較薄的砂土或回填土，第一遍夯點間距宜為47m。3）每個夯點夯擊數(shù)：應(yīng)根據(jù)土層厚

5、度、表層情況及使用要求確定。要求夯擊時土層垂直壓縮量最大，水平位移情況小，一般為510 擊；軟弱土層厚度大，表層土較硬或使用荷載較大時，可用大值，一般應(yīng)滿足下列情況：A用前后兩擊累計沉降差控制：S=Sn-Sn-150100mm式中：S前后兩擊沉降差（mm）Sn、Sn-1分別為前后兩擊累計沉降量（mm）B對粘性土，錘底靜壓力應(yīng)小于30Kpa；對砂性土，錘底靜壓力可大于30Kpa；C夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；D不因夯坑而發(fā)生錘困難。4）前后兩遍夯擊間歇時間：取決于土中超孔隙水壓力的消散情況，當(dāng)缺少實測資料時，可根據(jù)地基土的滲透性確定。對粘性和粉性土，含水量高、軟弱土層較厚、滲透性較差的，一般

6、間歇24 周；對砂性土，地下水位較低或含水量較小的回填土、以及其他滲透性較好的地基可不考慮間歇時間。5）夯擊遍數(shù)：應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和使用要求確定，一般情況下夯424 遍。對壓縮層厚度大、滲透系數(shù)小、含水量高，用大值，反之用小值。設(shè)計時也可用下列公式控制：Si=(0.60.8) S式中Si夯擊各遍沉降量之和（mm）S計算的最終沉降量值（mm）最后應(yīng)以低能量普夯擊一遍，用以加固表層松土。6）夯擊范圍：夯擊范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，可按下列公式計算：A=（B+1/3-h）-(L+1/3-h)式中A夯擊范圍（m2）B，L分別為加固區(qū)的寬度與長度（m）h設(shè)計有效加固深度（m）每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度不宜

7、小于2m。7)要求有效加固深度大于8m 時或加固淤泥質(zhì)粘性土?xí)r，可預(yù)先在地基中打入塑料水帶或袋裝砂井后再進行夯擊。3強夯法施工程序步驟（1）清理蘆葦及雜草平整場區(qū)，平整后的場地標(biāo)高高差應(yīng)在±20cm內(nèi)。（1） 引測控制基線、基準(zhǔn)點，形成“+”字形測量控制網(wǎng)。（2） 小螺鉆探摸取樣，分析土質(zhì)情況，根據(jù)土質(zhì)分布情況合理布置高真空排水井點管。（3） 預(yù)埋水位觀測管和孔隙壓力計，埋深，用以掌握強夯后土層中孔隙水壓力的增長和消散情況，科學(xué)地確定二遍夯擊的間隙時間（暫定不少于7 天）。（4） 采用10m×10m 方格網(wǎng)測量地面沉降初始值，壓力測定孔隙水壓力計和地下水位的初讀數(shù)。（5）

8、分二次布置高真空排水設(shè)備：1）降水前必須在試驗區(qū)處圍5 米處挖設(shè)排水明溝，明溝深1.5 米，底寬1 米，邊坡1:2，區(qū)域明溝相互貫通。2）在降水明溝內(nèi)側(cè)布置小區(qū)處圍封閉管，外圍封閉管與明溝一樣要求相互貫通，外圍封閉管井點管間距為2 米，距小區(qū)邊線距離為4 米。3）第一次降水：分深淺兩種井點管（深管為47m，淺客為2.5），井點管臥管間距為5m，井點管間距為4m，深管、淺管間隔布置。降水完成后拆除進行強夯。4）第二次降水：與第一次降水相同。（7）強夯施工按二遍進行，夯點間距×4m，呈梅花型布置，第一遍每夯點夯二擊，夯擊能量為：1 號試驗段1000 kn·m，2 號試驗800k

9、n·m，第二遍每夯點夯二擊，夯擊能量為：1 號試驗段為1350 kn·m，2 號試驗段為1200 kn·m。（8）第一次降水地下水位降至地面以下，拆除小區(qū)內(nèi)降水管，外圍封閉管繼續(xù)抽水，然后進行第一遍強夯。施工時宜從一側(cè)向另一側(cè)施工，確保強夯后的孔隙水壓力的釋放。第一次強夯結(jié)束后推平后，需立即進行第二次插管降水，加速強夯后孔隙水壓力的消散。第二次降水水位降至地面以下3 后，拆除施工區(qū)域內(nèi)井點管，保留外圍封閉管，進行第二遍強夯。（9）每遍強夯后，將場地用推土機推平后適當(dāng)碾壓，進行地面沉降、孔隙水壓力、地下水位觀測，滿足設(shè)計規(guī)定的間隙期后再進行第二遍的夯擊。4強夯法施工

10、工藝（1） 井位布置：桉井位設(shè)計平面圖安置抽水機組、總管。（2） 成孔：水沖法成孔，外徑約150mm。（3） 下井管：孔深度達到設(shè)計要求才能下管，管頂外露約200mm。（4） 填濾砂：采取動水投砂，當(dāng)成孔逐步澄清，即投砂（可采用現(xiàn)場的粉細砂）在管井周圍均勻回填，孔口50cm 用淤泥封死。（5） 設(shè)備安裝：井點管與總管、真空泵機組連接后，進行運行調(diào)試，檢查是否有漏氣及死管的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施進行補救。（6） 抽水運行：真空泵機組安裝真空表，注意真空度情況的變化，出水應(yīng)先濁后清。（7） 進行24 小時水位跟蹤觀測，水位下降達到設(shè)計要求后，方可拆除，進行強夯。（8） 如土層中有淤泥質(zhì)黏土存在

11、，該類土質(zhì)滲透系數(shù)很可能導(dǎo)致井點降水難以達到預(yù)期效果，發(fā)生這種情況時應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施（如增設(shè)井點管，延長抽水時間等），如對強夯施工產(chǎn)生較大影響，則應(yīng)與設(shè)計方、監(jiān)理方協(xié)商采用其他方法降低地下水位。5強夯法施工準(zhǔn)備（1） 強夯主要施工機具設(shè)備的選用：1） 起重機：起重能力可按加固深度、錘重和落距三者確定。宜采用起重能力為15T 以上的履帶式起重機或其他專用設(shè)備，起吊高度為1012m；起吊速度為0.2/s；吊鉤下落速度為13m/s，夯擊時應(yīng)防止臂桿后仰；接地壓力應(yīng)小于地基承載力。2） 夯錘：可采用圓柱形錘，質(zhì)量為820T，并應(yīng)小于1/21/3 的起重機起吊能力；錘應(yīng)設(shè)置若干個上下貫通的氣孔

12、，孔徑為250300mm；底錘面積為362。錘直/錘底面積為2535Kpa，對粘性土或加固深度大于5m 時取小值；對砂性土、含水量小于25%的土或加固深度小于5m 時取大值。錘材料：若錘重為812T 時，宜采用鋼板為外殼，殼內(nèi)部焊接鋼筋骨架后澆筑混凝土制成；錘重大于12t 時可采用鋼或鑄鐵錘。3） 脫鉤：落錘時宜采用自動脫鉤，自動脫鉤要有足夠強度，且施工靈活。（2） 當(dāng)?shù)叵滤痪嗟乇?m 以下且表層為非飽和土?xí)r，可直接進行夯擊；當(dāng)?shù)叵滤惠^高下利于施工或表層為飽和土?xí)r宜采用人工降低地下水位或鋪填0.5 的松散材料，如中砂、粗砂、砂礫或山皮土、煤渣、建筑垃圾或性能穩(wěn)定的工業(yè)廢渣等材料后進行夯擊。

13、坑內(nèi)或場地如遇積水應(yīng)及時排除。（3） 為避免振動對周圍設(shè)施的影響，施工前必須對附近建筑物進行調(diào)查，必要時采取相應(yīng)的防振或隔振措施，施工時應(yīng)由距鄰近建筑物處向遠處夯擊。強夯振動的主要影響范圍一般為1015m，在此范圍內(nèi)應(yīng)采取防振措施，如設(shè)置防振溝等，在此范圍外也應(yīng)注意振動的不利影響。（4） 加固區(qū)周圍應(yīng)設(shè)置排水溝。若加固區(qū)邊長大于30m 時，中間應(yīng)設(shè)置網(wǎng)格形排水溝，最大排水距離為15m。（5） 強夯施工可按下列步驟進行：1）清理并平整施工場地；2）標(biāo)出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3）起重機就位，使夯錘對準(zhǔn)夯點位置；4）測量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預(yù)定高度，等夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤

14、，測量錘頂高程；6）重復(fù)步驟五，按設(shè)計規(guī)定的夯擊擊數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個夯點的夯擊；7）重復(fù)步驟三至六，完成第一遍全部夯點的擊數(shù)；8）推土機將夯坑填平，并測量場地高程；9）在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，再用低能量普夯將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。6強夯法施工（1）小螺鉆詳探根據(jù)排水擊密施工工藝，首先進行小螺鉆詳探，目的是為了掌握施工區(qū)域的局部地質(zhì)變化情況。不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，要調(diào)整不同的施工參數(shù)，以盡可能達到最佳施工效果。在該試驗區(qū)中，由于試驗面積較小，采用20×20m 或15×18m 的方格網(wǎng)布孔進行小螺鉆控、記錄。（2）開挖排水溝結(jié)合分區(qū)域高

15、真空擊密地基處理，開挖明溝，明溝深，底寬1m，邊坡1:2，區(qū)域明溝之間相互貫通，形成排水網(wǎng)絡(luò)，明溝交接處設(shè)置一定數(shù)量的給水井，明溝水采取自流、強排的方法排放到鄰近河道內(nèi)。（3）第一遍高真空排水施工打高真空排水擊密法第一遍高真空管和外圍封管，放置水位觀測孔和孔隙水壓力計。1）高真空排水擊密法施工重點是調(diào)整土體含水量，根據(jù)初步掌握的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，各層土體的滲透系數(shù)、含水量，結(jié)合真空排水擊密法高真空的各項指標(biāo)，第一遍真空管擬采用分層降水。2）高真空管：根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，采用分層布法，根據(jù)各小區(qū)鉆探資料，暫定淺管23m，深管56m，排距3.57m，施工中并設(shè)置外圍封管。根據(jù)初步資料，平衡控制參數(shù)為：平

16、衡系數(shù)，高真空時間710天。（4）第一遍強夯排密1）根據(jù)高真空排水擊密法施工要求，及以往類似土質(zhì)施工經(jīng)驗，夯錘采用1215T，夯錘直徑。2）夯坑點距：4m×4m 梅花形布置，夯能采用2 種方案：試驗區(qū)的一半（稱為A 區(qū)）采用800，夯點間距×4m 梅花形布置；另一半（稱為B 區(qū)）采用1200，夯點間距4m×4m 梅花形布置。擊數(shù)暫定：34 擊，具體根據(jù)試夯確定，現(xiàn)場控制標(biāo)準(zhǔn)為：A以現(xiàn)場第一擊，坑邊 隆起量小于20cm 確定最大夯能。B以夯坑深，后一擊沉降量小于前一擊沉降量，最后二擊貫入量<10cm。（5）第二遍高真空排水1）用推土機推平夯坑，然后進行第二遍高真空，第二遍高真空是進一步調(diào)整土體各項指標(biāo)，高真空布置同樣根據(jù)現(xiàn)場詳探資料計算確定。2）平衡控制參數(shù)：平衡參數(shù)3）真空時間57 天。（6）第二遍強夯擊實1）高真空排水擊密法操作規(guī)程，結(jié)合以往經(jīng)驗，針對試驗區(qū)的地質(zhì)情況，結(jié)合設(shè)計提出各項試驗技術(shù)要求，第二遍強夯暫定控制指標(biāo)為：2）A 區(qū)采用10001350KN.m,夯點間距×4m 梅花形布置；B 區(qū)采用15001800KN.m,夯點間距4m×4m 梅花形布置。第二遍夯點與第一遍呈梅花形錯位布置，擊數(shù)暫定：24 擊，具體根據(jù)試夯確定。A以現(xiàn)場第一擊，坑邊 隆起量小于20cm 確定最大夯能。B以夯坑深，后一擊沉降量小于前一擊